摘 要

电梯从1854年的诞生到现在，经过了一个多世纪的发展，为人们提供便利的同时，也为高层建筑提供了可能。然而在当今社会，单部电梯早已无法满足高度人口密集的需求。如今写字楼、医院、教学楼等人口密集的场所不仅仅需要多部电梯同时运作，同时还对其工作效率有着较高的要求，为了节省乘客们的候梯时间以及减少能源损耗就需要采用优化的管理策略来提高电梯群的运行效率和服务质量。因此，电梯群控制系统应运而生。

在本文的设计中，先以单部电梯为例，阐述其构造与工作原理，并详细阐述PLC的特性与其功能。然后根据输入、输出点数和存储容量选择合适的PLC机型，再结合已选定的PLC机型与I/O分配表画出梯形图和接线图，以实现电梯的控制功能。接着，分析电梯群控制系统的结构和组成，结合群控电梯系统介绍主从式S7-200PPI通信的设计方法。最后提出六层群控电梯的PLC系统总体设计方案、设计过程，并列出主要控制电路、电梯控制梯形图和指令表，并给出程序流程图，实现两台电梯的群控运行。

关键词：PLC，电梯，控制系统，电梯群控系统，PPI协议

Abstract

Elevator from the birth of 1854 to now, after more than a century of development, to provide convenience for people at the same time, but also for the possibility of high-rise buildings. However, in today's society, a single elevator has long been unable to meet the high population density demand. Now, office buildings, hospitals, school buildings and other crowded places not only need elevator operation at the same time, but also on its working efficiency have higher requirements, in order to save the passengers waiting time and reduce energy loss requires the use of optimized management strategy to improve the elevator's running efficiency and service quality.It is in this case that Elevator Group Control System emerge as the demand.

In the design of this paper, first take a single elevator as an example, explain its structure and working principle, and elaborate on the characteristics and functions of PLC. Then, according to the input and output points and storage capacity, select the appropriate PLC model, and then combine the selected PLC model and the I/O allocation table to draw the ladder diagram and wiring diagram, so as to realize the elevator control function. Then, the structure and composition of elevator group control system are analyzed, and the design method of master-slave S7-200PPI communication is introduced according to the elevator system of group control. Finally put forward the overall design scheme of PLC system, the six layer elevator design process, and lists the main control circuit, the elevator control ladder diagram and instruction list, and gives the program flow chart, realize the control operation of two elevator.

Key Words：PLC，Elevator，Control System，EGCS，PPI protocols

目 录

第１章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外研究现状分析 1

1.3 论文结构安排 2

第２章 基于PLC的单部电梯控制系统设计 3

2.1 电梯群控制系统要求概述 3

2.2 常用的电梯功能介绍（电梯控制要求） 3

2.2.1 自动定向功能 3

2.2.2 顺向截梯，反向记忆功能 3

2.2.3 最远反向截停功能 3

2.2.4 自动换向功能 3

2.2.5 自动开关门功能 4

2.2.6 本层呼梯开门功能 4

2.2.7 锁梯功能 4

2.2.8 司机功能 4

2.2.9 直驶功能 4

2.2.10 安全触板和光电保护双重功能 4

2.2.11 检修功能 4

2.3 电梯的扩展功能介绍 5

2.3.1 消防功能 5

2.3.2 防捣蛋功能 5

2.3.3 停电应急处理功能 5

2.3.4 轿厢内部指令误登记消除功能 5

2.4 基于PLC的电梯控制系统设计分析 6

2.4.1 PL C单台电梯控制系统的工作流程 6

2.4.2 PLC控制系统的一般设计步骤 6

2.4.3电梯的运行过程及工作流程图 7

2.5 基于PLC的电梯控制系统编程 9

2.5.1 电梯的控制要求 9

2.5.2 PLC的电梯控制系统结构 10

2.5.3 PLC的程序设计思想 12

2.5.4 指层显示环节程序设计 13

2.5.5 呼梯信号登记环节程序设计 14

2.5.6 呼梯信号综合环节程序设计 16

2.5.7 呼梯信号优先级比较排队环节程序设计 17

2.5.8 呼梯信号选中环节程序设计 18

2.5.9 判断电梯运行方向环节程序设计 20

2.5.10 电梯顺向截停环节程序设计 21

2.5.11 电梯换向控制环节程序设计 22

第３章 电梯群控制系统的组成以及硬件配置 23

3.1 主从站之间的通信协议 23

3.1.1 PPI协议 23

3.1.2 MPI协议 24

3.1.3 PROFIBUS协议 25

3.1.4 TCP/IP协议 25

3.1.5自由端口协议 26

3.1.6 USS协议 26

3.2 电梯群控制系统中的主要硬件配置 26

3.2.1 S7-200 CPU226 26

3.2.2 变频器MM420 27

3.2.3 欧姆龙旋转编码器 27

第４章 电梯群控制系统从站设计 29

4.1 电梯控制程序设计 29

4.1.1 变频器MM420的设置 30

4.1.2 系统复位设置 31

4.1.3 楼层显示模块设计 31

4.1.4 减速以及平层模块设计 32

4.1.5 电梯开门、轿厢上升下降模块设计 34

4.2 从站电梯运行过程描述 36

第５章 电梯群控制系统主站设计 38

5.1 电梯群控制系统的算法实现 38

5.2 主从站之间的通讯 40

5.3 实时电梯调度算法设计 42

第６章 总结 45

参考文献 46

致 谢 47

1. 绪论

1.1 目的及意义

现代社会，电梯为人们提供便利的同时，也为高层建筑提供了可能。然而在当今社会，单部电梯早已无法满足高度人口密集的需求。如今写字楼、医院、教学楼等人口密集的场所不仅仅需要多部电梯同时运作，同时还对其工作效率有着较高的要求，为了节省乘客们的候梯时间以及减少能源损耗就需要采用优化的管理策略来提高电梯群的运行效率和服务质量。

现代高层建筑大多是依据分布式信息控制理论而设计的集散控制系统，运用计算机技术、控制技术、通信技术和图形图像显示技术，也就是所谓的4C技术对建筑物的几个基本要素，也就是结构、系统、服务以及管理及其中所存在的内在联系，以最佳的设计，形成一个由计算机系统管理的一体化集成系统，提供一个投资合理而又拥有高效率、舒适便捷、高度安全的空间环境。智能建筑的综合功能体现在：先进的楼宇自动化系统系统，通信自动化系统，办公自动化系统、楼宇管理系统。

基于这些优点，在建筑业特别是高层建筑迅猛增长的今天，作为楼宇自动化系统的重要组成部分，电梯控制系统正成为智能大厦垂直运输的重要支持系统。现代建筑智能化向传统的电梯控制与配置方法提出了新的要求和挑战，只有运用高效的电梯运输调度策略，才能给在现代高层智能建筑中工作学习的人们提供超值的服务，减少乘客的后梯时间，减少电梯的运程时间，增加使用舒适度，将乘客的后梯烦躁感降到最低，并不断提高提高电梯系统的运行效率，以实现节能减排。